激光焊接讲解
5.3 激光MIG复合焊接系统介绍讲解

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4. 作业思考题
(1)激光-MIG复合焊系统主要包括哪几部分? (2)激光-MIG复合焊系统操作过程中激光器和水冷系统的
开启顺序是什么?
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图1 激光-MIG复合焊接系统 (长春工程学院)
(1)2kw 光纤激光器:作用是产生焊接的激光器束
(2)水冷机组:冷却激光器和激光焊枪
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图2 激光-MIG复合焊系统中的光纤激光器和水冷机组
(1)福尼斯MIG焊机:作用是产生熔化极电弧
(2)库卡机械手:作用是按指定程序带动集成焊枪运动
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1. 教学目标
了解激光-MIG复合焊接系统的构成和设备的基本操作方 法,熟悉激光电弧复合焊的工艺过程。
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2.激光-MIG复合焊接系统
2.1 激光-MIG焊接系统介绍
图1给出的是辽宁鞍山煜宸科技有限公司生产的激光-MIG复合焊接系统,包
括激光器、MIG焊机、机械手、工作台、控制系统和观察系统等五部分。
图3 激光-MIG复合焊系统中的MIG焊机和机械手
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(1)在线操作系统:设置调整参数
(2)观察控制系统:监控焊接过程
图4 激光-MIG复合焊系统中的操作系统和观察控制系统
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(1)激光焊枪和MIG焊枪
(2)堆焊的试样
图4 激光-MIG复合焊集成焊枪和堆焊试样
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激光器冷却水电焊机气瓶空气泵plc控制柜和总电源22激光mig焊接系统操作方法激光mig复合焊系统的基本操作方法472019小结本次课介绍了鞍山煜宸科技有限公司推出的典型激光mig复合焊系统的组成各部分的作用和基本操作方法及注意事项
激光焊接工艺参数

激光焊接工艺参数激光焊接是一种高效、高质量、非接触的焊接方法,广泛应用于精密零件的制造、电子产品的组装、汽车工业、航空航天等领域。
激光焊接工艺参数对焊接质量和效率起着重要的影响。
下面将介绍一些常用的激光焊接工艺参数。
1.激光功率:激光焊接的功率决定了熔池的温度和熔化的能量。
功率过高会导致焊缝过深、过宽,功率过低则影响焊接质量。
根据不同材料和焊接要求,选择合适的激光功率,通常在几百瓦到几千瓦之间。
2.焦距:焦距是指激光束通过聚焦镜后在焊接部位形成的焦点与工件表面之间的距离。
焦距的选择与焊接材料的厚度、焊枪的设计、激光束的直径等因素相关。
焦距过大会导致焊接深度不够,焦距过小则容易引起溅射和熔洞。
3.光斑直径:光斑直径影响焊缝的宽度和深度。
通常情况下,焊接深度正比于光斑直径的平方。
选择合适的光斑直径可以控制焊缝的大小和形状。
4.扫描速度:扫描速度是指焊接头在工件上移动的速度。
扫描速度的选择要根据焊接材料的导热性和热膨胀系数来确定。
过高的扫描速度可能导致焊缝无法充分熔化,过低的扫描速度则容易引起过热和熔洞。
5.激光脉冲频率:激光脉冲频率决定了激光束的脉冲数。
较低的脉冲频率可以增加焊缝的深度,较高的脉冲频率则可以增加焊缝的宽度。
根据焊接要求选择合适的脉冲频率。
6.各向异性系数:各向异性系数是指焊接材料在激光束照射下沿不同方向扩散的能力。
不同金属材料的各向异性系数差异较大,选择合适的激光焊接参数可以减小焊缝形状的变化。
7.激光束模式:激光束的光斑形状可以通过调整激光器的谐振腔或使用适当的光学元件来改变。
常见的激光束模式包括高斯模式、倍高斯模式和束团模式等。
不同的光斑形状对焊接质量和效率有影响。
总结起来,激光焊接工艺参数包括激光功率、焦距、光斑直径、扫描速度、激光脉冲频率、各向异性系数和激光束模式等。
通过合理地选择这些参数,可以实现高质量、高效率的激光焊接。
4.12 纳秒脉冲激光器的焊接应用讲解

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以塑料焊接作为例子,在一些对精度要求很高的应用中,例如微流体装置, 使用光纤激光器将比其他激光源更有优势。图2给出就是用40W 纳秒激光器对 胰岛素注射器进行塑料焊接。
图2 用40W 纳秒激光器对胰岛素注射器进行塑料焊接
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在金属焊接方面,医疗器械行业中的微连接应用越来越普遍,细金属丝的连 接正是这样一个例子。我们发现在这种情况下,能量分布较广的脉冲能实现两个部 件之间更好的润湿性。图3 给出是用250 kHz、20W纳秒激光器焊接直径50μm的 金属丝。
图3 用250 kHz、20W纳秒激光器焊接直径50μm的金属丝
本次课介绍了纳秒脉冲激光器在材料微连接领域的不同
应用实例,展示了短脉冲激光器在非传统加工方面的优势。
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4. 作业思考题
(1激光器在材料微连接领域的特点是什么?
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图4 不同频率下的250ns脉冲实现的板上堆焊
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在电子和电池应用中最常见的是将薄铜箔和铝连接起来,图5给出的 是 铜铝点焊(b)及其拉伸试验结果(c),以及12磅静负载时的图片(a) 。
图5 铜铝点焊(b)及其拉伸试验结果(c),以及12磅静负载时的 图片(a)
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3. 小结
纳秒脉冲激光器的焊接应用
课程名称:激光焊接工艺实践 承担单位:浙江工贸职业技术学院
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1.教学目标
• 了解纳秒脉冲激光器的概念和设备特点,学习短脉冲 甚至超短脉冲激光器在焊接领域的应用和发展。
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2. 纳秒脉冲激光器的焊接应用
2.1 纳秒脉冲激光器的概念 纳秒脉冲激光器就是指激光器的脉冲时间或脉冲宽度很短,处于纳秒 量级。
3.38 金刚石锯片的激光焊接讲解

图6 不同焊接速度对焊缝熔深的影响
结论:激光入射角在 4°-11° 左右,偏移量约为 0.2mm0.25mm ,焦点距离基体表面约为板厚的 1/3 时,焊接效果 最好。
3. 小结
介绍了金刚石锯片的材料、结构特点和传统焊接工艺存
在的问题,采用激光焊接金刚石锯片的焊接性和工艺要点。
4. 作业思考题
1)传统上金刚石锯片的焊接工艺方法有哪些?
(a)+0.5mm
(b)0mm
(c)-0.25mm
(d)-0.5mm
图4 激光束不同偏移位置对焊缝成形的影响
(正值为向刀头偏移,负值为向刀体偏移。图c的情况气孔最少,熔深最大)
图5 不同激光功率对焊缝熔深的影响
(a)2.5m/min.
(b)2.0m/min.
(c)1.5m/min.
(d)1.0m/min.
刀体为金属材质,相当于异质材料的焊接。
传统上的烧结焊或钎焊锯片因结合强度不高,在使用过程中常出现刀头崩出伤人事故。
图2 金刚石钻头
图3 激光加工国家研究中心的金刚石工具专用焊接系统
2.2 金刚石锯片的焊接工艺 刀头属粉末冶金材料,焊接易产生气孔,激光束应偏向基体 一侧并成一定角度,产生角焊缝的效果。
金刚石锯片的激光焊接
课程名称:激光加工技术 主讲人:王文权 单位:刚石锯片的材料、结构特点,掌握激光 焊接金刚石锯片的工艺要点。
2.激光焊接金刚石锯片工艺
2.1 金刚石锯片的焊接性
图1 金刚石锯片
金刚石锯片由钢基体和圆弧形刀头组成。刀头属于金刚石颗粒和粘接金属烧结的产物,
2 )采用激光焊接金刚石锯片,激光束为什么要向刀体有一
定的偏移量?
激光焊接工艺参数讲解

激光焊接原理与主要工艺参数作者:opticsky 日期:2006-12-01字体大小: 小中大1.激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107 W/cm2时,金属表面受热作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。
其中热传导型激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。
下面重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接,其冶金物理过程与电子束焊接极为相似,即能量转换机制是通过“小孔”(Key-hole)结构来完成的。
在足够高的功率密度激光照射下,材料产生蒸发并形成小孔。
这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体,几乎吸收全部的入射光束能量,孔腔内平衡温度达2500 0C左右,热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔四周的金属熔化。
小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽,小孔四壁包围着熔融金属,液态金属四周包围着固体材料(而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中,能量首先沉积于工件表面,然后靠传递输送到内部)。
孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。
光束不断进入小孔,小孔外的材料在连续流动,随着光束移动,小孔始终处于流动的稳定状态。
就是说,小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动,熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝,焊缝于是形成。
上述过程的所有这一切发生得如此快,使焊接速度很容易达到每分钟数米。
2. 激光深熔焊接的主要工艺参数1激光功率。
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。
机器人激光焊讲解

图1 激光钎焊焊缝外观激光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点,受到各汽车厂家的高度重视。
长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟的激光焊接技术,极大地提高了车身的焊接质量。
激光焊是利用高能量密度的激光作为热源的一种高效、精密的焊接方法。
随着航空航天、汽车、微电子等行业的迅猛发展,产品零件结构形状越来越复杂,人们对产品加工精度和表面完整性,以及生产效率、工作环境的要求越来越高,传统的焊接方法难以满足要求,以激光为代表的高能焊接方法得到广泛应用。
激光焊接因具有高能量密度、可聚焦、深穿透、高效率、高精度及适应性强等优点,受到各汽车厂家的高度重视。
福特工厂在20世纪80年代已广泛应用了该项技术,长安福特马自达从建厂初期就引进了福特成熟的激光焊接技术,极大地提高了车身的焊接质量。
激光焊的原理及特点激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。
按激光器输出能量方式的不同,激光焊可分为脉冲激光焊和连续激光焊(包括高频脉冲连续激光焊);按激光聚焦后光斑上功率密度的不同,激光焊可分为传热焊和深熔焊;在激光深熔焊中又分为对接焊(钎焊)和搭接焊,前者需要填钎料,外观美观。
激光焊的优势主要包括:激光焦点光斑小,功率密度高,能焊接一些高熔点、高强度的合金材料;激光焊是无接触加工,没有工具损耗和工具调换等问题;激光能量和移动速度可调,可实现多种焊接加工;自动化程度高,可以用计算机进行控制,焊接速度快、功效高,可方便地进行任何复杂形状的焊接;热影响区和材料变形小,无需后续工序处理;激光可通过玻璃,焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件;易于导向、聚焦,实现各方向变换;激光焊接与电子束加工相比较,不需要严格的真空设备系统,操作方便;生产效率高,加工质量稳定可靠,经济和社会效益好。
图2 激光焊接质量控制激光焊接设备激光焊接设备主要由激光器(固体、气体、半导体)、导光系统、控制系统、工件装夹及运动系统等主要部件和光学元件的冷却系统、光学系统的保护装置、过程与质量的监控系统、工件上下料装置及安全装置等外围设备组成。
激光焊接基础[哈工大讲义]讲解
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激光焊接基础李俐群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室你应该知道: 1. 激光可以进行哪些加工? 2. 常用的工业激光器有哪些?各有什么样的加工特点? 3. 激光深熔焊的主要物理特征是什么? 4. 激光焊接的主要问题是什么?激光加工技术在工业中的应用工业激光加工技术焊接切割成形快速成形熔覆修复表面硬化打标激光加工技术应用概述各种加工方法的适用范围为什么要采用激光为什么要采用激光自动化程度高为什么要采用激光高度的灵活性为什么要采用激光高精度为什么要采用激光生产率高为什么要采用激光革新传统加工方式为什么要采用激光革新传统加工方式世界激光加工技术的发展现状工业激光器的市场分布激光器制造商:美国:PRC PRAMA 德国:TRUMPF (HAAS) ROFIN-SINAR IPG 英国:LUMONICS 中国:大族、楚天世界激光加工技术的发展现状各种加工方法的应用比例打孔其它 9% 雕刻3% 12% 微处理 14% 打标 24% 切割 24% 焊接 14%激光在汽车加工中的应用激光束的基本物理特性光束的模式通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向的分布和垂直于传播方向的横截面内的分布,分别称为纵模和横模。
光腔的横模代表了激光束光场的横向分布规律,对激光加工影响极大。
光腔的纵模主要影响激光的频率,与激光加工关系很小。
光束的模式气体激光束的模式 CO2激光通常用TEMmn 表示横模的光场分布,TEM 是横电磁波“Transverse Electromagnetic Wave”的缩写,m、n为正整数。
横模可以是轴对称的,也可以是对光轴旋转对称的。
气体激光的光能横向分布光束的模式光强气体激光束的模式不论是轴对称还是旋转对称,其 TEM00模是一致的,称为基模。
一束沿方向传播的基模光束的光强可表示为:光斑半径⎡ 2( x 2 + y 2 ⎤ 2P exp ⎢ − I ( x, y , z = 2 πω ( z ω 2 ( z ⎥⎣⎦ TEM00 光束的模式气体激光束的模式 TEM01 TEM00光束的模式气体激光束的模式光束的模式固体激光束的模式 YAG等固体激光器,其光能的空间分布则远为复杂,不能用简单的数学公式描述。
激光焊接操作方法有哪些

激光焊接操作方法有哪些激光焊接是一种高效、精确的焊接方法,广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。
激光焊接操作方法有多种,下面将详细介绍几种常见的激光焊接操作方法。
1. 手动激光焊接手动激光焊接是一种简单而常见的激光焊接方法。
操作人员通过手持激光焊接枪,沿着焊接路径进行焊接。
手动激光焊接适用于焊接复杂形状的工件,操作灵活方便。
在手动激光焊接过程中,操作人员需要根据工件的形状和材料特性,调整焊接速度、焦距等参数,确保焊接质量。
2. 半自动激光焊接半自动激光焊接是一种介于手动焊接和全自动焊接之间的焊接方法。
在半自动激光焊接中,操作人员通过控制焊接设备进行焊接。
操作人员需要对焊接参数进行调整,并控制焊接头的移动速度和焦距,以确保焊接质量。
相比手动焊接,半自动激光焊接可以提高焊接效率和一致性。
3. 全自动激光焊接全自动激光焊接是一种高度自动化的焊接方法,通常用于焊接大批量、重复性高的工件。
在全自动激光焊接中,焊接设备通过预先设定的程序进行焊接,操作人员只需监控焊接过程。
全自动激光焊接可以大大提高生产效率和一致性,减少人为操作对焊接质量的影响。
4. 激光深熔焊接激光深熔焊接是一种利用激光高能量密度对工件进行熔化焊接的方法。
在激光深熔焊接中,激光束聚焦到工件表面,产生高温区域,使工件材料瞬间熔化并形成焊缝。
激光深熔焊接通常用于焊接厚板、薄壁管等工件,可以实现高速、高效的焊接。
5. 激光钎焊激光钎焊是一种利用激光束对填充材料进行局部加热,实现焊接的方法。
激光钎焊适用于焊接金属与非金属材料,或者焊接材料相近但熔点不同的工件。
在激光钎焊过程中,需要控制激光能量和填充材料的加热温度,以确保焊接质量和填充材料与基材的良好结合。
以上是几种常见的激光焊接操作方法,每种方法都有其适用的场景和操作要点。
在进行激光焊接操作时,操作人员需要根据工件的要求和材料特性,选择合适的焊接方法,并合理调整焊接参数,以确保焊接质量和效率。
同时,操作人员还需要遵守激光焊接的安全操作规程,使用适当的防护装备,确保人员和设备的安全。
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目前的激光加工方法及技术
加工方法
激光打孔、激光切割、激光热处理、激光涂 覆、激光重熔处理、激光合金化、激光上釉、激 光打标 。
加工技术
激光成型、激光模型制造、激光晰磨、激光 配平,激光微加工以及激光焊接 。
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激 光 焊 接 的 工 业 应 用 实 例
不锈钢毛细管.激光焊接
激光深熔焊
工件吸收激光后迅速熔化乃至气化,熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激 光束可直照孔底,使小孔不断延伸,直至小孔内的蒸气压力与液体金属的表面张 力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时,小孔前方熔化的金属绕 过小孔流向后方,凝固后形成焊缝
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激光深熔焊
激光深熔焊熔深大,深宽比也大。 在机械制造领域,除了那些微薄零件之 外,一般应选用深熔焊。
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该激光器功率高,光路、气路、水路全部由 计算机控制,可在10000W的功率下连续工作24小 时以上。
高 功 率 激 光 器
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激光焊接的工艺特点
热传导焊接
当激光照射到材料表面时,一部分激光被反射,一部分被材料吸收,将光能转 化为热能而加以熔化,材料表面的热以热传导的方式继续向材料深处传递,最后 将两焊件熔接在一起。
激光焊接技术报告
激光焊接简介
激光焊接的应用
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激光焊接的新技术
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激光焊接简介
激光焊接是近年来增长最快.也是发展 最被看好的一项激光加工技术。 • 激光焊接原理: 激光焊接是将高强度的激光束辐射致金 属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸 收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶 形成焊接。
激光焊接需要的总能 焊接超高强度的舰艇 量少 钢
焊缝的深冲性能优于 汽车外壳,汽车底板 母材 激光焊接不用填料 激光焊接强韧性好 激光焊接适应性强 多联齿轮组的焊接 高取向 硅钢板的对焊 不等厚钢板的焊接
7.焊缝精细美 观
8.激光焊接质 量可靠
焊缝深宽比大,热影 电子元件封焊 响区小
激光焊接速度快,效 不锈钢钢制管 率高
几 种 常 见 的 结激 构光 焊 接 接 头
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激 光 焊 接 的 技 术 特 点
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质量优势 1.激光焊接变 形小
技术特质
实际应用
激光焊接能量密度高 汽车覆盖面板的拼焊
2.焊缝深宽比 大,晶粒细小
3.激光焊接钢 板深冲性能好 4.激光焊接强 度高 5.焊接脆性材 料 6.焊接异形工 件
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激光焊接的主要特点
激 光 焊 接 的 特 点
热量输入很小、焊缝深宽比大,热 影响区小导致工件收缩和变形很小,无需 焊后矫形。 焊缝强度高焊接速度快焊缝窄且通 常表面状态好,免去焊后清理等工作。 焊接一致性、稳定性好一般不加填 充金属和焊剂,并能实现部分异种材料焊 接。 光束易于控制,焊接定位精确易于 实现自动化。 与其他焊接工艺方法比较激光焊接 的前期投资较大。 被焊工件装配精度高,相对而言对光 束操控的精确性也有较高的要求。
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激光焊接的焊接结构
早期焊接结构
焊接结构也由对接接头(butt joint)、搭接 接头(overlap joint)。
扩展的焊接结构
角接接头(fillet joint)、车身接头(coach joint)、端接接头(standard edge joint)。
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激光焊接的优点
加热范围小,焊缝和热影响区窄,接 头性能优良;残余应力和焊接变形小,可 以实现高精度焊接;可对高熔点、高热导 率,热敏感材料及非金属进行焊接;焊接 速度快,生产率高;具有高度柔性,易于 实现自动化。
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激光焊接缺陷
激光焊接的常见缺陷有气孔、裂纹、氧 化、咬边、焊缝表面凹凸不平、焊深不足或 焊缝深浅不一致等。其中,前两种是焊缝的 主要内部缺陷,后几种多数是与焊缝成形性 有关的缺陷。气孔、裂纹对焊缝性能影响极 大。
激光拼焊技术
为降低车身质量,在进行车身的设计制造时,往往根据 车身不同部位的性能要求,选择钢材等级和厚度不同的钢板 冲压成各个不同板件,然后通过激光裁剪和拼焊的办法完成 车身某个部位的制造。
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激光焊接在汽车工业中的应用
汽车车身框架激光焊接技术
传统上汽车车身框架的焊接是采用点焊的 方法来完成的,但是点焊需要占据两对接部件 的搭接量大,相应的需钢量也多,且由于点焊 的不连续性,焊后的车身框架刚度较差。现在 大多汽车生产企业都采用了激光焊接代替点焊 用于车身框架的焊接。
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改善和发展激光焊接的新技术
1. 填充焊丝激光焊
激光焊接一般不填充焊丝,但对焊件装配间隙 要求很高,实际生产中有时很难保证,限制了其应 用范围。采用填丝激光焊,可大大降低对装配间隙 的要求。
2. 光束旋转激光焊
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激光焊接的应用领域
制造业应用
粉末冶金领域 汽车工业 电子工业 生物医学 其它领域 2018/10/5
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激光焊接在汽车工业中的应用
汽车零部件的激光焊接
到目前为止,国外激光焊接已经在汽车零部件生产中 得到非常广泛的应用,包括尾气排放系统、变速器双联齿轮、 减震器轴储油缸筒、滤清器和车六铰链等。
微型声纳传感器.工 业 应 用 实 例
微型喷嘴· 激光焊接
钛管· 激光焊接
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激 光 焊 接 的 工 业 应 用 实 例
汽车不等厚板· 激光焊接
钢板制管· 激光焊接
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激光焊接的焊缝特点
对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处熔化 金属,由于材料的瞬时气化而形成深穿型的圆孔空 腔,随着激光束与工件的相对运动,使小孔周边金属 不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝,其 焊缝形状深而窄,即具有较大的熔深熔宽比,在高功 率器件焊接时深宽比可达5:1,最高可达10:1。
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激光焊接的设备
激光器
主要有CO2气体激光器和YAG固体激光器两种
导光系统
导光聚焦系统由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤、聚焦镜等组 成,实现改变光束偏振状态、方向,传输光束和聚焦的功能。
焊接机
实现光束与工件之间的相对运动,完成激光焊接,分焊接专机和 通用焊接机两种。
控制系统
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